【研究】N型丙醇和邻二甲苯在活性炭表面吸附平衡过程中相互作用模型的确定

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1、温度程序吸附平衡（TPAE）程序用于测定邻二甲苯和「丙醇在300K活性炭上的吸附热。表面覆盖度随吸附温度的变化（8e=f（Ta））将Temkin模型与Temkin模型进行比较，以确定吸附的热量，并揭示每种吸附物的极性对活性炭表面的亲和力。已经表明，在低和高表面覆盖率下，邻二甲苯的吸附热分别在185Pa下为E90=100kj/mol和曰仁62kJ/mole然而，发现在吸附平衡下1■丙醇的吸附热量収决于E90的表面覆盖率在475Pa下，=67kJ/mol,E01=58kJ/moL结果表明，对于吸附热的差异，邻二甲苯分子对活性炭表面的亲和力比1■丙醇更高。关键词吸

2、附平衡;吸附热;Temkin模Langmuir模型；VOCs去除；吸附建模介绍已知醇和苯衍生的化合物以及挥发性有机化合物（VOC）参与空气质量改变。这些化合物通常从石油化学加工筑材料中排放。他们的减少是预测其对人类健康的影响的优先事项［1］。的吸附■解吸/销毁构成目前用于预防在机化合物排放大多数工艺2・5］。它们严重降低到最低水平需要具有大表面积和孔体积的吸附剂。沸石［2］,筌［4］和活性炭（3,6・8］是最常用的吸附剂，对VOC具有很强的吸附能力。活性炭已成为从空气［9］和水［10］+去除VOCs的几项研究的主题。活性炭上的气体吸附主要是VanDerWas

3、［11］o活性炭上的电荷很低，导致表面的电位梯度很低［12］o小孔径的存在对气体对活性炭的吸附能力起着重表面基团对气体极性的吸附具有显着影响。因此，吸附量与表面氧化的网站，如竣基，内酯，拨基，醍，酚，醛…等的存在增加［11-13］o活性炭具有亲水和疏水吸附位点，可促进微孔中非极性和极性分子的吸附［14］0然而，一旦接近临界压力，在孔中就会发生冷凝［15］oDobruskin［16］模拟了苯在微孔活性炭上的吸附（BET=805m2/g,Vmicr=0.42（论，单层饱和后的拐点是在0.17的相对压力下获得的。。对于醇类，Salame和Bandosz［17］研究

4、了甲醇在,附;他们注意到甲醇在0.3的相对压力下开始冷凝。Pre等人。『1］进行了定量研究，以微量热法测定活性炭丄化能。他们研究了几个与木炭・VOCs相互作用有关的参数，包括偶极矩，电离势，介电常数，极化率和表面5变量之间的线性回归，吸附/解吸与电离势成反比，与极化率呈线性关系。吸附热发现在40-80kJ/mol的范围卜本研允的目的是使用程序升温吸附平衡法（TPAE）研允1•丙醇和邻二甲苯在活性炭上的吸附平衡所涉及的动;覆盖的热量）。因此，研究商业活性炭对不同吸附物（极性和/或非极性）的吸附性能具有重人的科学和实际意一些吸附剂参数的重要性的证据，包括吸附质的

5、表面异质性和极性，并通过模拟吸附质/吸附剂系统中的相互作试验物料选择来自Prolabo的活性炭（表示为AC）有两个主要目的：（a）它是微孔固体和（b）除了吸附外，它与0〉在每次吸附前对AC样品进行预处理，以去除最终的吸附物痕迹，如下所示：他,300K-＞他，723K（2小时）-＞他,300K.对于吸附实验，使用邻二甲基苯（AlfaAesar,99%）和1■丙醇（VWRBDHProlabo,99%）作为吸附物。于于99.999%o吸附剂表征通过利用77K下氮物理吸附的等温线数据确定AC的结构性质（比表而积和孔体积）。氮气的吸附在自动MQV5.02H分析仪上进行

6、，然后在样品中脫气。在相对压力<10-7的真空中，873K,以确保干燥的表面和自由点E图1显示了AC样品的氮吸附和解吸等温线。很明显，在AC±N2的吸附等温线具有典型的具有二次吸收的I微孔和中孔。BET和Langmuir表面积和孔体积在表1中给出。分析程序程序升温吸附平衡（TPAE）,以前开发用于Pt/Al2O3催化剂上的氢化学吸附［18］,用于确定AC±PrOH衡所涉及的动力学参数（吸附热和表面覆盖率），并评估其从大量流屮去除VOC的效率。使用上述专用装置%TPAE实验。简而言之，它由带有火焰离子化检测器（FID）的气相色谱（GC）组成，用于瞬态实验。该组

7、件:屮制备气体混合物并控制进料流速，（ii）在石英微反应器（1cm3）屮进行原位预处理，吸附和解吸步骤，以GC-FID系统测定反应器出口中的PrOH和PrOH摩尔分数。TPAE实验该实验TPAE的原理在别处报道［5,19］o简言之，如上所述处理约0.100gAC并在氮气下冷却至300K,以/类。然后，在大气压下，进行开关Hex%PrOH/He或y%OX/He（使用公知的Antoine方程系数表，由饱和和y）以开始吸附步骤和通过GC-FID以1/180Hz的频率分析反应器出口中的混合物。一旦反应器入口和出口［为吸附平衡已确定。吸附温度（Ta）在被吸附物（PrO

8、H或OX）的异常分压下略微增加（0.5・1K/min